《半导体测试制程介绍》.docVIP

《晶柱成長製程》　　　　　　　　　　　　 　 　　矽晶柱的長成，首先需要將純度相當高的矽礦放入熔爐中，並加入預先設定好的金屬物質，使產生出來的矽晶柱擁有要求的電性特質，接著需要將所有物質融化後再長成單晶的矽晶柱，以下將對所有晶柱長成製程做介紹。? 長晶主要程序︰? 融化（MeltDown） 　　此過程是將置放於石英坩鍋內的塊狀複晶矽加熱製高於攝氏1420度的融化溫度之上，此階段中最重要的參數為坩鍋的位置與熱量的供應，若使用較大的功率來融化複晶矽，石英坩鍋的壽命會降低，反之功率太低則融化的過程費時太久，影響整體的產能。 頸部成長（Neck Growth） 　　當矽融漿的溫度穩定之後，將1.0.0方向的晶種漸漸注入液中，接著將晶種往上拉昇，並使直徑縮小到一定（約6mm），維持此直徑並拉長10-20cm，以消除晶種內的排差（dislocation），此種零排差（dislocation-free）的控制主要為將排差侷限在頸部的成長。 晶冠成長（Crown Growth） 　　長完頸部後，慢慢地降低拉速與溫度，使頸部的直徑逐漸增加到所需的大小。 晶體成長（Body Growth） 　　利用拉速與溫度變化的調整來遲維持固定的晶棒直徑，所以坩鍋必須不斷的上升來維持固定的液面高度，於是由坩鍋傳到晶棒及液面的輻射熱會逐漸增加，此輻射熱源將致使固液界面的溫度梯度逐漸變小，所以在晶棒成長階段的拉速必須逐漸地降低，以避免晶棒扭曲的現象產生。 尾部成長（Tail Growth） 　　當晶體成長到固定（需要）的長度後，晶棒的直徑必須逐漸地縮小，直到與液面分開，此乃避免因熱應力造成排差與滑移面現象。  《晶柱切片後處理》　　　　　　　　　　　　 　 　　矽晶柱長成後，整個晶圓的製作才到了一半，接下必須將晶柱做裁切與檢測，裁切掉頭尾的晶棒將會進行外徑研磨、切片等一連串的處理，最後才能成為一片片價值非凡的晶圓，以下將對晶柱的後處理製程做介紹。? ? 切片（Slicing） 　　長久以來晶圆切片都是採用內徑鋸，其鋸片是一環狀薄葉片，內徑邊緣鑲有鑽石顆粒，晶棒在切片前預先黏貼一石墨板，不僅有利於切片的夾持，更可以避免在最後切斷階段時鋸片離開晶棒所造的破裂。? 切片晶圓的厚度、弓形度（bow）及撓屈度（warp）等特性為製程管制要點。? 影響晶圓品質的因素除了切割機台本身的穩定度與設計外，鋸片的張力狀況及鑽石銳利度的保持都有很大的影響。? 　 　? 圓邊（Edge Polishing） 　　剛切好的晶圓，其邊緣垂直於切割平面為銳利的直角，由於矽單晶硬脆的材料特性，此角極易崩裂，不但影響晶圓強度，更為製程中污染微粒的來源，且在後續的半導體製成中，未經處理的晶圓邊緣也為影響光阻與磊晶層之厚度，須以電腦數值化機台自動修整切片晶圓的邊緣形狀與外徑尺寸。? 　 　? 研磨（Lapping） 　　研磨的目的在於除去切割或輪磨所造成的鋸痕或表面破壞層，同時使晶圓表面達到可進行拋光處理的平坦度。? 　? 蝕刻（Etching） 　　晶圓經前述加工製程後，表面因加工應力而形成一層損傷層（damaged layer），在拋光之前必須以化學蝕刻的方式予以去除，蝕刻液可分為酸性與鹼性兩種。? 　? 去疵（Gettering） 　　利用噴砂法將晶圓上的瑕疵與缺陷趕到下半層，以利往後的IC製程。? 　 　? 拋光（Polishing） 　　晶圓的拋光，依製程可區分為邊緣拋光與表面拋光兩種? ? 邊緣拋光（Edge Polishing） 　　邊緣拋光的主要目的在於降低微粒（particle）附著於晶圓的可能性，並使晶圓具備較佳的機械強度，但需要的設備昂貴且技術層面較高，除非各戶要求，否則不進行本製程。? ? ? 表面拋光（Surface Polishing）? 　　表面拋光是晶圓加工處理的最後一道步驟，移除晶圓表面厚度約10-20微米，其目的在改善前述製程中遺留下的微缺陷，並取得局部平坦度的極佳化，以滿足IC製程的要求。基本上本製程為化學－機械的反應機制，由研磨劑中的NaOH , KOH , NH4OH腐蝕晶圓的最表層，由機械摩擦作用提供腐蝕的動力來源。?  《晶圓處理製程介紹》　　　　　　　　　　　　 　 　　基本晶圓處理步驟通常是晶圓先經過適當的清洗（Cleaning）之後，送到熱爐管（Furnace）內，在含氧的環境中，以加熱氧化（Oxidation）的方式在晶圓的表面形成一層厚約數百個的二氧化矽（ ）層，緊 接著厚約1000到2000的氮化矽（ ）層將以化學氣相沈積（Chemical Vapor Deposition；CVP）的方式沈積（Deposition）在剛剛長成的